Предварительно напряженная сталебетонная балка Российский патент 2018 года по МПК E04C3/294 

Описание патента на изобретение RU2675002C1

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно, к балкам перекрытий, покрытий, мостовых сооружений и подкрановых конструкций, преимущественно с пролетом от 12 м.

Известна трубобетонная предварительно напряженная балка, содержащая оболочку в виде трубы и железобетонное ядро с армирующими элементами, при этом поперечное сечение ядра состоит из двух сегментов, первый из них имеет бетонное наполнение, а второй - бетонное наполнение и предварительно растянутые армирующие элементы, расположенные продольно (RU 2632798, Е04С 3/26, Е04В 1/22, 09.10.2017 г.).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость балки за счет неэффективного использования стальной оболочки и бетона по сечению вследствие нерациональной формы его поперечного сечения, постоянства поперечного сечения балки по ее пролету, а также отсутствия надежного сцепления стальной оболочки и бетона.

Известна сталежелезобетонная балка, включающая стальные листы и прокатные профили или сварные профили, образующие коробчатую балку, внутри которой размещены напрягаемая арматура и бетон (RU 79908, Е04С 3/00, 20.01.2009 г.).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость балки за счет неэффективного использования бетона и стали по сечению и пролету.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является преднапряженная сталебетонная балка, включающая стальной двутавр цельного или составного сечения, бетон заполнения, продольные преднапряженные стержни, поперечные рядовые стержни и стержни с натяжителями, при этом продольные преднапряженные стержни и поперечные стержни средней зоны с натяжителями с обеих сторон стенки размещены в пластиковых оболочках, а высота оболочки натяжителя больше его высоты на величину хода натяжения продольной арматуры (RU 174326, Е04С 3/294, 11.10.2017 г.).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость балки за счет неэффективного использования бетона по сечению балки, отсутствия замкнутого стального контура, повышающего прочность бетона вследствие объемного обжатия, и постоянства поперечного сечения балки по ее пролету.

Задача изобретения - снижение материалоемкости балки.

Технический результат достигается тем, что предварительно напряженная сталебетонная балка, включающая стальной двутавр составного сечения, бетон заполнения, продольные преднапряженные стержни, содержит опорные диафрагмы, верхний пояс двутавра выполнен в виде полого трубчатого элемента, заполненного бетоном, нижний пояс двутавра выполнен в виде полого трубчатого элемента с заглушками, заполненного бетоном, внутри которого расположены преднапряженные стержни, стенка двутавра выполнена переменного сечения с уменьшением высоты на приопорных участках балки и содержит поперечные ребра жесткости из листовой стали.

Предварительно напряженная сталебетонная балка дополнительно может включать предварительно напряженные шпильки, установленные горизонтально поперек верхнего пояса двутавра.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

- фиг. 1 - общий вид предварительно напряженной сталебетонной балки;

- фиг. 2 - поперечное сечение 1-1;

- фиг. 3 - поперечное сечение 2-2.

Предварительно напряженная сталебетонная балка (фиг. 1) включает стенку 1 из листовой стали, верхний пояс 2 из стальной трубы, заполненный бетоном 3, опорные диафрагмы 4 из листовой стали (фиг. 3) и нижний пояс 5 из стальной трубы, заполненный бетоном 3, внутри которого расположены преднапряженные стержни 6 (фиг. 2), закрепленные к заглушкам 7 на торцах нижнего пояса 5. Через верхний пояс 2 горизонтально установлены стяжные шпильки 8 и закреплены при помощи гаек 9 к боковым поверхностям верхнего пояса 2. К стенке 1, верхнему поясу 2 и нижнему поясу 5 прикреплены при помощи сварки поперечные ребра жесткости 10 из листовой стали.

Стенка 1 на приопорном участке балки имеет переменную высоту, уменьшаясь к опорным диафрагмам 4, а нижний пояс 5 на приопорном участке балки отсутствует, что соответствует эпюре изгибающих моментов в балке от приложенных нагрузок и приводит к снижению материалоемкости предварительно напряженной сталебетонной балки.

Заполнение верхнего пояса 2 бетоном 3 повышает его несущую способность при действии напряжений общего изгиба в балке и местного изгиба стенок стальной трубы верхнего пояса 2, что позволяет уменьшить расход стали и снизить материалоемкость предварительно напряженной сталебетонной балки.

Наличие преднапряженных стержней 6 внутри нижнего пояса 5 позволяет регулировать нормальные напряжения общего изгиба в балке, что приводит к уменьшению расхода стали и, как следствие, к снижению материалоемкости предварительно напряженной сталебетонной балки.

Бетон 3, находясь в герметичном замкнутом контуре, образованном верхним поясом 2 из стальной трубы и опорными диафрагмами 4, обладает высокими прочностными характеристиками, не подвержен усадке, что снижает материалоемкость предварительно напряженной сталебетонной балки.

Стяжные шпильки 8 обеспечивают надежную совместную работу верхнего пояса 2 и бетона 3, воспринимают сдвигающие усилия в верхнем поясе 2, обжимают бетон 3, повышая его прочность, что приводит к снижению материалоемкости предварительно напряженной сталебетонной балки в целом.

Стяжные шпильки 8 совместно с бетоном 3 повышают местную устойчивость стенок верхнего пояса 2, что позволяет существенно уменьшить толщину стенки стальной трубы 4 и снизить материалоемкость предварительно напряженной сталебетонной балки в целом.

Заполнение нижнего пояса 5 бетоном 3 повышает его несущую способность на период натяжения преднапряженных стержней 6, а также снижает гибкость нижнего пояса 3, что позволяет уменьшить расход стали и снизить материалоемкость предварительно напряженной сталебетонной балки.

Поперечные ребра жесткости 10, обеспечивая местную устойчивость стенки 1, являются опорами для верхнего пояса 2, повышают его несущую способность на кручение, что снижает материалоемкость предварительно напряженной сталебетонной балки.

Несущая способность предварительно напряженной сталебетонной балки обеспечивается подбором класса бетона, марки стали, размеров поперечного сечения элементов, величины натяжения преднапряженных стержней, шага стяжных шпилек.

Применение предлагаемого технического решения позволит снизить материалоемкость предварительно напряженной сталебетонной балки.

Похожие патенты RU2675002C1

название год авторы номер документа
Предварительно напряженная сталебетонная балка 2018
  • Веселов Виталий Владиславович
  • Абатурова Татьяна Дмитриевна
  • Копачева Мария Владимировна
RU2677188C1
Сталебетонная балка 2016
  • Егоров Владимир Викторович
  • Веселов Виталий Владиславович
RU2621247C1
Сталежелезобетонная балка 2020
  • Веселов Виталий Владиславович
  • Егоров Владимир Викторович
RU2745287C1
ГИБРИДНАЯ БАЛКА 2022
  • Талантова Клара Васильевна
  • Веселов Виталий Владиславович
  • Балаев Дмитрий Вячеславович
  • Фролова Елизавета Девендровна
RU2789683C1
СТАЛЕБЕТОННАЯ ПРЕДНАПРЯЖЕННАЯ БАЛКА 2017
  • Замалиев Фарит Сахапович
  • Замалиев Эмиль Фаритович
RU2657881C1
Преднапряженная сталебетонная балка 2022
  • Замалиев Фарит Сахапович
  • Замалиев Эмиль Фаритович
  • Филиппов Денис Юрьевич
RU2793091C1
Сталебетонная балка 2016
  • Егоров Владимир Викторович
  • Веселов Виталий Владиславович
RU2627810C1
Подкрановая балка 2020
  • Веселов Виталий Владиславович
  • Перминова Татьяна Андреевна
RU2740608C1
СТАЛЕБЕТОННАЯ СОСТАВНАЯ БАЛКА 2018
  • Замалиев Фарит Сахапович
  • Замалиев Эмиль Фаритович
RU2706287C1
ПРЕДНАПРЯЖЕННАЯ СТАЛЕБЕТОННАЯ БАЛКА 2019
  • Замалиев Фарит Сахапович
  • Филиппов Василий Васильевич
  • Замалиев Эмиль Фаритович
RU2715776C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 675 002 C1

Реферат патента 2018 года Предварительно напряженная сталебетонная балка

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к балкам перекрытий, покрытий, мостовых сооружений и подкрановых конструкций, преимущественно с пролетом от 12 м. Предварительно напряженная сталебетонная балка включает стальной двутавр составного сечения, бетон заполнения, продольные преднапряженные стержни. При этом содержит опорные диафрагмы. Верхний пояс двутавра выполнен в виде полого трубчатого элемента, заполненного бетоном. Нижний пояс двутавра выполнен в виде полого трубчатого элемента с заглушками, заполненного бетоном, внутри которого расположены преднапряженные стержни. Стенка двутавра выполнена переменного сечения с уменьшением высоты на приопорных участках балки и содержит поперечные ребра жесткости из листовой стали. Технический результат состоит в снижении материалоемкости балки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 675 002 C1

1. Предварительно напряженная сталебетонная балка, включающая стальной двутавр составного сечения, бетон заполнения, продольные преднапряженные стержни, отличающаяся тем, что содержит опорные диафрагмы, верхний пояс двутавра выполнен в виде полого трубчатого элемента, заполненного бетоном, нижний пояс двутавра выполнен в виде полого трубчатого элемента с заглушками, заполненного бетоном, внутри которого расположены преднапряженные стержни, стенка двутавра выполнена переменного сечения с уменьшением высоты на приопорных участках балки и содержит поперечные ребра жесткости из листовой стали.

2. Предварительно напряженная сталебетонная балка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит предварительно напряженные шпильки, установленные горизонтально поперек верхнего пояса двутавра.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2675002C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ГЕМОГЛОБИНА 0
SU174326A1
Дисковое сито 1948
  • Наумов Г.И.
SU79908A1
ТРУБОБЕТОННАЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ БАЛКА 2016
  • Моисеев Олег Юрьевич
  • Парышев Дмитрий Николаевич
  • Овчинников Игорь Георгиевич
  • Копырин Владимир Иванович
  • Харин Валерий Васильевич
  • Овчинников Илья Игоревич
RU2632798C1
ФРИКЦИОННАЯ ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА 0
  • Л. А. Малкин
SU166563A1
RU 14232 U1, 10.07.2000
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЖИВУЧЕСТИ СТАЛЬНОЙ ФЕРМЫ 2011
  • Нежданов Кирилл Константинович
  • Нежданов Алексей Кириллович
  • Жуков Александр Николаевич
RU2487222C2
Ферма 1977
  • Сурдин Владимир Михайлович
  • Редькин Виктор Иванович
  • Москаленко Дмитрий Михайлович
SU699140A1
WO 2005042869 A1, 12.05.2005.

RU 2 675 002 C1

Авторы

Веселов Виталий Владиславович

Абатурова Татьяна Дмитриевна

Копачева Мария Владимировна

Даты

2018-12-14Публикация

2018-02-21Подача